基于领航-跟随法的多机器人编队控制

编队控制是多机器人系统研究的核心问题之一,具有广泛的研究价值。针对编队问题,通过对轮式差分驱动机器人运动模型进行分析,并设计相应的控制器。在传统的领航-跟随模型上,引入“虚拟机器人”,将跟随者机器人对领航者机器人的轨迹跟踪转换为跟随者对“虚拟领航者”的轨迹跟踪。首先,预设定实际领航者机器人的行进路径,由实际领航者引导运动方向的运动轨迹被视为主轨迹,虚拟机器人通过数据产生参考点从而生成参考轨迹,跟随者机器人通过对参考轨迹的跟踪与“虚拟领航者”构成轨迹误差跟踪系统。然后通过Lyapunov的控制理论验证控制器的理论可行性,最后在MATLAB/Simulink仿真平台进行实验,通过改变控制参数来使机器人形成相应的期望队形,在较短的时间内,跟随机器人对参考轨迹的跟踪误差趋向于0且速度收敛,验证了编队系统的可行性。

基于ADAMS和MATLAB联合仿真的仿蚱蜢机器人腿部运动控制系统

针对跳跃机器人腿部运动控制的稳定性较低的问题,基于模糊PID设计了机器人腿部运动控制系统。以蚱蜢的腿部机构为生物原型,设计了仿蚱蜢机器人腿部弹跳机构模型,分析其运动学和动力学特性,开展ADAMS和MATLAB联合仿真,采用模糊PID对联合仿真系统进行控制,确定了仿蚱蜢机器人控制系统的设计可靠性。结果显示,基于模糊PID的控制方法在仿蚱蜢机器人的跳跃运动中有较好的控制效果,既提高了稳定性,也符合蚱蜢的跳跃机理,同时控制系统的操作也简便。

新型轮足跳跃机器人的结构设计及实现

为提高机器人续航能力和增强敏捷度跳跃运动,使机器人能够适应复杂环境的需求,设计了具备轮式移动和跳跃两种运动方式的间歇性跳跃机器人。该机器人可根据不同的地形环境采用不同的运动方式,在较平坦地形下采用轮式移动方式;遇到障碍物或沟渠时,经过轮足转换,变为跳跃方式,从而扩大了运动范围,并分析了机器人的运动过程。详细介绍了弹跳机构的结构设计和工作原理,并根据总体的设计要求选定了机器人的一些关键参数。